KR100933526B1 - 건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법 - Google Patents

건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법 Download PDF

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Abstract

건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도료 및 이를 이용한 도막 형성방법에 관한 것으로서 상기 투명 도료는 입자크기가 10 내지 80㎚인 lTO, ATO 및 AZO로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기안료 10 내지 30 중량%와 용제 0.5 내지 25중량%와 여분의 바인더 수지를 포함하는 조성을 갖고, 상기 도막은 상기 투명 도료를 도장한 후 이를 건조시킴으로서 형성된다. 상술한 도료로 형성된 투명 도막은 열 차단 능력이 우수할 뿐만 아니라 가시광선 투과성이 우수하다.
나노 무기안료, 투명 도료, 에너지 절감

Description

건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법{Transparent Paint For Energy-Saving And Method Of Forming Transparent Film Using The Same}
본 발명은 건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도료 및 이를 이용한 도막을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양열 반사 및 차열 효과를 갖는 도막을 형성하는 에너지 절감형 투명 도료 및 이를 이용한 에너지 절감형 투명 도막의 형성방법에 관한 것이다.
기존의 차열 및 단열 도료의 경우 대한민국공개특허 제2005-0064084호에 개시된 바와 같이 바인더에 내부가 비어 있는 중공산 무기계 실리케이트 및 버블 알루미나를 이용한 불투명 백색 도료를 사용하였다. 상기 불투명 백색도료는 주로 건물의 콘크리트 벽면 또는 공장 등의 지붕위에 도장함으로서 태양에너지를 차단하여 단열 효과를 얻을 수 있었다.
그러나 건축물의 주요 부분을 차지하는 창호의 경우 투명성으로 인해 상술한 단열 도료를 적용하기 불가능하여 태양으로부터 뜨거운 직사광선을 그대로 받아들일 뿐만 아니라 실내 열을 그대로 방출시킴으로서 건물 내에서 에너지 손실의 가장 큰 원인중의 하나로 작용 한다. 즉, 겨울철에는 상기 투명한 창호로 인한 실내 열이 밖으로 유출되어 난방비가 올라가고, 여름철은 외부로부터 외부의 열이 그대로 통과되어 냉방비가 상승하는 원인이 제공한다.
특히 요즘 신축되는 아파트, 사무용 빌딩, 주상복합 등 크고, 작은 건물들이 외관의 고급스러움과 채광효과, 전망을 확보하기위해서 건물의 많은 부분을 투명한 재질로 마감하는 추세이다. 이처럼 창호는 건축물의 외관은 물론 다양한 효과를 위한 재료이나 창호의 비중이 증가할수록 냉/난방비를 위한 에너지 손실이 증가되어 이를 차단하고자 하는 커튼이나 블라인드, 버티컬과 같은 차양 장치를 사용함으로서 별도의 부대비용이 증가하는 단점을 갖는다. 이에 따라, 투명한 창호 등에 도장되어 투명의 단열 도막을 형성할 수 있는 도료의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기존의 차열 도료로 도장할 수 없는 건축물의 창호에 투명성을 확보하면서 비 오염성과 태양열에너지 차단효과가 지속적으로 유지 가능한 투명 도료를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상술한 조성을 갖는 건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도료를 이용하여 투명의 단열도막을 형성하는 방법을 제공하는데 있다.
따라서 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 투명 도료는 평균 입자크기가 10 내지 80㎚인 lTO(Indium tin oxide), ATO(Antimony tin oxide) 및 AZO(Aluminum zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기안료 10 내지 30 중량%와 용제 0.5 내지 25중량% 및 여분의 바인더 수지를 포함하는 조성을 갖는다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 절감형 투명 도료는 평균 입자크기가 10 내지 80㎚인 lTO(Indium tin oxide), ATO(Antimony tin oxide) 및 AZO(Aluminum zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기안료 10 내지 30 중량%와 적외선 흡수제, 자외선 흡수제 또는 이들의 혼합물 0.2 내지 6중량%와 용제 0.5 내지 25중량% 및 UV 경화형 수지, 아크릭실리콘계수지, 우레탄계수지, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 바인더 수지를 여분으로 포함하는 조성을 갖는다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 절감형 투명 도료는 평균 입자크기가 10 내지 80㎚인 lTO(Indium tin oxide), ATO(Antimony tin oxide) 및 AZO(Aluminum zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기안료 10 내지 30 중량%와 적외선 흡수제, 자외선 흡수제 또는 이들의 혼합물 0.2 내지 6중량%와 용제 0.5 내지 25중량%와 메틸실리케이트(Methyl-silicate), 실록산 화합물 또는 이들의 혼합물 0.1 내지 4중량% 및 UV 경화형 수지, 아크릭실리콘계수지, 우레탄계수지, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 바인더 수지를 여분으로 포함하는 조성을 갖는다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 투명 도막 형성방법에 따르면, 평균 입자크기가 10 내지 80㎚이며 고형분 20 내지 50%이며 In2O3과 SnO2가 85 : 15 내지 95 : 5 비율로 포함된 무기산화물인 lTO(Indium tin oxide), 평균 입자크기가 10 내지 80㎚이며 고형분 20 내지 50%이며 SnO2와 Sb2O4이 85 : 15 내지 97 : 3의 비율로 포함된 무기산화물인 ATO(Antimony tin oxide) 및 평균 입자크기가 10 내지 80㎚인 AZO(Aluminum zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2종의 무기안료 10 내지 30 중량%; 적외선 흡수제, 자외선 흡수제 또는 이들의 혼합물 0.2 내지 6중량%와 용제 0.5 내지 25중량%; 및 UV 경화형 수지, 아크릭실리콘계수지, 우레탄계수지, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 바인더 수지를 여분으로 포함하는 에너지 절감형 투명 도료를 대상체 상에 도포한다. 이후, 상기 대상체 상에 도포된 에너지 절감형 투명 도료를 건조시킨다. 그 결과 상기 대상체 상에는 에너지 절감형 투명 도막이 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 나노 무기 안료를 포함하는 에너지 절감형 투명 도료는 기존의 차열 도료에 비하여 태양열 차단효과가 우수할 뿐만 아니라 오염에 대한 방지성이 우수하다. 이 때문에 도막의 오염에 따른 성능 저하가 발생되는 것에 비하여 태양광에 직접 노출되는 옥외에서도 장기간 우수한 태양열 차단 및 단열효과를 효과적으로 유지할 수 있다. 결국 본 발명의 투명 도료는 태양광의 차단이 요구되는 각종 건물, 시설, 설비, 부품 등에 적용하여 장기간 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어 지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다. 오히려, 여기서 개시되는 실시예들은 본 발명의 사상이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.
에너지 절감형 투명 도료 1
본 발명의 에너지 절감형 투명 도료는 태양광에서 가시광선 영역의 빛 투과율은 최대로 하는 동시에 반사율은 낮게 하며, 적외선 영역의 빛 투과율은 낮게 하는 동시에 반사율은 높게 함으로서 가시광선 투과에 의한 실내 밝기를 최대로 하면서 적외선에 의한 열의이동은 최소할 수 있는 투명 도막을 형성하는데 적용된다.
즉, 본 실시예의 에너지 절감형 투명 도료 크게 단열성을 갖는 나노 무기산화물로 이루어진 무기안료와 바인더 수지 및 용제가 혼합된 조성을 갖는다. 구체적으로, 무기안료 10 내지 30 중량% 용제 0.5 내지 25중량% 및 여분의 바인더 수지를 포함하는 조성을 갖는다.
상기 무기안료는 열 차단의 기능을 갖는 물질로서, 약 80㎚이하의 입자 크기를 갖는 lTO(Indium tin oxide) 무기안료, ATO(Antimony tin oxide) 무기안료, AZO(Aluminum zinc oxide)무기안료 등을 포함한다.
특히, 상기 lTO 무기안료는 약 10 내지 80㎚의 입자 크기를 갖고, 고형분 20 내지 50%이며 In2O3과 SnO2가 85 : 15 내지 95 : 5 비율로 포함된 무기산화물 나노입자이다, 상기 ATO 무기안료는 약 10 내지 80㎚의 입자 크기를 갖고, 고형분 20 내지 50%이며 SnO2와 Sb2O4이 85 : 15 내지 97 : 3의 비율로 포함된 무기산화물 나노입자다.
상기 에너지 절감형 투명 도료에 포함된 무기안료의 함량이 10중량% 미만일 경우 상기 도료로 형성된 투명 도막의 차열능력이 현저히 저하되는 문제점이 초래된다. 안료반면에, 상기 무기의 함량이 30중량%를 초과할 경우 투명 도료의 가시광선 투과율이 저하되는 문제점이 초래된다. 따라서, 상기 에너지 절감형 투명 도료는 상기 나노 무기 안료를 10 내지 30중량% 포함하고, 바람직하게는 15 내지 25중량%를 포함한다.
상기 용제는 에너지 절감형 투명 도료의 도장의 작업성을 향상시키기 위해 바인더에 종류에 따라 친수성 또는 유기성 용제를 사용할 수 있다. 상기 용제의 예로서는 에틸알코올, 메틸알코올, 부틸알코올 등과 같은 알코올류와, 아세테이트, 지방족 탄화수소류, 방향족탄화수소알코올류, 케톤류, 에스테르류, 글리콜류 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 에너지 절감형 투명 도료에 포함된 용매의 함량이 0.5중량% 미만이거나, 25중량%를 초과할 경우는 저장성 문제로 인해 도료를 이용한 도장 작업성이 저하되는 문제점이 초래될 수 있다. 따라서, 상기 에너지 절감형 투명 도료는 상기 용매를 0.5 내지 25중량% 포함하고, 바람직하게는 0.5 내지 20중량%를 포함한다. 본 실시예에서 용매의 사용량을 한정하였으나 상기 용매는 바인더의 사용량 및 무기안료의 사용량에 달라질 수 있으며 본 발명의 목적으로 하는 소기의 기능을 발휘시키는 것이 아니다.
상기 바인더는 대상체에 상기 무기안료를 포함하는 투명 도막을 형성하기 위해 적용되는 수지로서 UV 경화형 수지, 아크릭실리콘계수지(아크릭 수지), 우레탄계수지(블록 이소시아네이트), 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지, 유기무기하이브리드 수지 등을 예로 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 본 발명에 사용하는 바인더는 형성되는 투명의 건조도막이 최소 연필경도가 2H 이상이 가능한 것을 사용하여야 도막의 내스크래치성과 쉽게 긁힘에 의한 오염 및 표면 손상을 방지할 수 있다.
상기 에너지 절감형 투명 도료에 포함된 바인더의 함량이 일정량 이하일 경우 대상체에 형성되는 투명 도막의 부착성 및 내구력이 떨어지고, 그 함량이 일정량 이상일 경우 태양열 차단을 위한 무기안료의 사용량이 감소되어 형성된 도막의 태양열 차단효과, 차열 효과가 현저히 감소되는 문제점이 초래된다.
또한, 본 발명에 따른 투명 도료의 조성 중에서 도료 제조시 통상적으로 사 용되어온 기타 첨가제 성분이 더 포함될 수 있으며, 이들은 본 발명의 목적으로 하는 소기의 기능을 발휘시키는 것이 아니므로 그 사용량을 특별히 제안하지 않는다. 상기 기타 첨가제의 예로서는 안료습윤제, 분산제, 소포제, 침강방지제, 도막평활제, 건조제, 경화촉진제, 흐름방지제, 전기저항 조절제, 가소제 등을 들 수 있다. 이들은 적어도 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
에너지 절감형 투명 도료 2
본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 절감형 투명 도료는 무기안료 10 내지 30중량% 용제 0.5 내지 25중량%와 광 흡수제(적외선 흡수제, 자외선 흡수제) 0.2 내지 6중량% 및 여분의 바인더 수지를 포함하는 조성을 가질 수 있다. 여기서, 상기 에너지 절감형 투명 도료에 적용되는 무기안료, 용제, 바인더에 대한 설명은 위에서 설명함 바와 같기 때문에 중복을 피하기 위해 생략한다.
이때, 상기 투명 도료에 적용되는 광 흡수제의 예로서는 적외선 흡수제, 자외선 흡수제 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 광 흡수제 중에서 적외선 흡수제인 앤아이알 염료(Nir Dye)는 태양광 중에서 근 적외선 영역(파장)의 빛을 흡수함으로서 본 실시예의 에너지절감형 투명도료로 형성된 투명도막이 적외선 파장영역(750∼2300㎚)의 광(적외선)을 차단할 수 있도록 한다. 또한, 상기 자외선 흡수제는 자외선을 흡수하여 본 실시예의 에너지절감형 투명도료로 형성된 투명도막이 자외선 차을 99%이상 차단할 수 있도록 하는 동시에 상기 투명 도료에 적용되는 적외선 흡수제를 화학적으로 안정화시키는 역할을 한다.
상기 에너지 절감형 투명 도료에 포함된 광 흡수제의 함량이 0.2중량% 미만 일 경우 형성되는 투명 도막의 적외선 또는 자외선 차단능력이 감소되는 문제점이 초래된다. 반면에 상기 광 흡수제의 함량이 6중량%를 초과할 경우 적외선 또는 자외선 차단능력의 향상 없이 도료의 제조비용이 증가된다. 따라서, 상기 에너지 절감형 투명 도료는 상기 광 흡수제를 0.2 내지 6중량% 포함하고, 바람직하게는 0.5 내지 4중량%를 포함한다.
상술한 조성을 갖는 투명 도료는 도막표면의 가시광선 투과성이 우수한 나노 무기안료와 적외선 흡수제(NIR DYE) 및 자외선 흡수제(TINUVIN)를 사용하여 적외선과 자외선 차단기능을 갖는 동시에 가시광선 투과하는 복합적인 기능을 가짐으로서 태양열 차단효과를 얻을 수 있는 투명 도막을 형성할 수 있다.
에너지 절감형 투명 도료 3
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에너지 절감형 투명 도료는 무기안료 10 내지 30중량% 용제 0.5 내지 25중량%와 광 흡수제(적외선 흡수제, 자외선 흡수제) 0.2 내지 6중량%, 오염 방지제(메틸실리케이트, 실록산 화합물)0.1 내지 4중량% 및 여분의 바인더 수지를 포함하는 조성을 가질 수 있다. 여기서, 상기 에너지 절감형 투명 도료에 적용되는 무기안료, 용제, 바인더에 대한 설명은 위에서 설명한 바와 같기 때문에 중복을 피하기 위해 생략한다.
상기 에너지 절감형 투명 도료에 포함된 오염 방지제는 투명 도료의 투명성 확보를 위해 표면의 오염을 방지하기 위해 사용된다. 상기 오염 방지제의 예로서는 초 친수성의 메틸실리케이트(methyl silicate), 실록산화합물 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 에너지 절감형 투명 도료에 포함된 오염 방지제의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 형성되는 투명 도막의 자기 세정능력이 현저하게 감소되어 오염으로 인해 지속적인 태양열 차단효과 및 채광성을 확보가 어려워지는 문제점이 초래된다. 반면에 상기 오염 방지제의 함량이 4중량%를 초과할 경우 오염 방지의 향상 없이 도료의 제조비용이 증가된다. 따라서, 상기 에너지 절감형 투명 도료는 상기 오염 방지제를 0.1 내지 4중량% 포함하고, 바람직하게는 0.5 내지 3중량%를 포함한다.
에너지 절감형 투명 도막 형성
본 발명의 에너지 절감형 투명 도막은 상술한 에너지 절감형 투명 도료 1, 2 또는 3을 대상체 도포한 후 이를 건조 시켜 형성할 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면, 먼저 평균 입자크기가 10 내지 80㎚인 lTO(Indium tin oxide), ATO(Antimony tin oxide) 및 AZO(Alumium zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기안료 10 내지 30 중량%와 용제 0.5 내지 25중량%와 여분의 바인더 수지를 포함하는 에너지 절감형 투명 도료를 마련한다.
이어서, 상기 에너지 절감형 투명 도료를 투명 도막을 형성하고자 하는 대상체의 표면에 코팅 또는 도포한다. 상기 대상체는 광을 투과하는 창호, 유리창 등을 포함하고, 상기 코팅을 롤러, 붓 또는 스프레이, 흘림도장 등을 이용할 수 있다.
이후, 상기 대상체에 코팅된 에너지 절감형 투명 도료를 건조시킨다. 그 결과 상기 대상체의 표면에는 광 투과성을 갖는 동시에 열 차단능역이 우수한 에너지 절감형 투명도막이 형성된다. 상기 형성된 투명 도막은 상기 에너지 절감형 투명 도료의 바인더 종류에 따라 열 경화, 자외선 경화, 자연경화 등의 건조 공정을 수행하여 형성된다.
이하, 본 발명을 실시예와 비교예 및 평가예를 들어 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명이 하기의 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다
실시예 1
아크릭 바인더, 블록 이소시아네이트 및 실란이 혼합된 아크릴 실리콘 수지를 바인더로 사용하여 하기 표 1과 같은 성분 비율로 혼합된 소부형 아크릭 실리콘 수지의 에너지 절감형 비 오염성 차열 투명 도료를 제조하였다
[표 1]
조성성분 함량(중량%) 원료명
아크릭 바인더 41 아크릭수지(N3-1070)
이소시아네이트 13.6 블록이소네이트(바센덴 HDI trimer)
실란1 1 에폭시 실란
실란2 1 아미노 실란
나노 무기안료 20 ATO/ITO
적외선 흡수제 1 적외선 흡수염료(NIR dye, 니켈화합물)
비오염성 첨가제 1 실록산화합물
자외선 흡수제 1 자외선흡수제(티누빈)
레벨링제 0.4 폴리에테르변성디메틸폴리실록산(BYK300)
용제1 5 부틸 셀루솔브
용제2 5 톨루엔
용제3 5 에틸알코올
용제4 5 메틸이소부틸케톤
실시예 2
하기 표 2 에 개시된 성분비율로 혼합된 자연건조 에너지 절감형 비 오염성 차열 투명 도료를 제조하였다.
[표 2]
조성성분 함량(중량%) 원료명
실리콘 바인더 54 실리콘 수지(HC-800)
나노 무기안료 20 ATO/ITO
적외선 흡수제 1 적외선 흡수염료(NIR dye, 니켈화합물)
비오염성 첨가제 1 실록산화합물
자외선 흡수제 1 자외선흡수제(티누빈)
레벨링제 0.3 폴리에테르변성디메틸폴리실록산(BYK300)
용제1 5 에틸아세테이트
용제2 6.7 아세톤
용제3 6 에틸알코올
용제4 5 메틸에틸케톤
삭제
실시예 3
하기 표 3 에 개시된 성분비율로 혼합된 UV 경화형 에너지 절감형 비 오염성 차열 투명 도료를 제조하였다.
[표 3]

조성성분 함량(중량%) 원료명
바인더1 21 아크릭모노머(Q8-6130)
바인더2 21 우레탄 아크릴레이트 올리고머(N2-0330)
모노머1 20 하이드록시 프로필 아크릴레이트
모노머2 5 아크릭 모노머(M-100)
광 개시제1 3.5 트리메틸벤질 디페닐포스핀 옥사이드
중합방지제 1 하이드로퀴논
나노 무기안료 20 ATO/ITO
적외선 흡수제 1 적외선 흡수염료(NIR dye, 니켈화합물)
비오염성 첨가제 1 실록산화합물
자외선 흡수제 1 자외선흡수제(티누빈)
레벨링제 0.3 폴리에테르변성디메틸폴리실록산(BYK300)
용제1 5.2 메틸에틸케톤
비교예 1
하기 표 4에 개시된 성분비율로 혼합된 소부형 아크릭 실리콘 수지 투명 도료를 제조하였다.
[표 4]

조성성분 함량(중량%) 원료명
아크릭 바인더 41 아크릭수지(N3-1070)
이소시아네이트 13.6 블록이소네이트(바센덴 HDI trimer)
실란1 1 에폭시 실란
실란2 1 아미노 실란
레벨링제 0.4 폴리에테르변성디메틸폴리실록산(BYK300)
용제1 23 부틸 셀루솔브
용제2 20 메틸이소부틸케톤

비교예 2
삭제
하기 표 5에 개시된 성분비율로 혼합된 자연 건조형 투명 도료를 제조하였다.
[표 5]

조성성분 함량(중량%) 원료명
실리콘 바인더 54 실리콘수지
레벨링제 0.3 폴리에테르변성디메틸폴리실록산(BYK300)
용제1 23 에틸아세테이트
용제2 22.7 메틸이소부틸케톤
비교예 3
하기 표 6에 개시된 성분비율로 혼합된 UV 경화형 투명 도료를 제조하였다.
[표 6]

조성성분 함량(중량%) 원료명
바인더1 25 Q8-6130(자체품)
바인더2 25 N2-0330(자체품)
모노머1 20 하이드록시 프로필 아크릴레이트
모노머2 5 아크릭 모노머(M-100)
개시제1 0.5 트리메틸벤질 디페닐포스핀 옥사이드
중합방지제 0.5 하이드로퀴논
용제1 24 메틸에틸케톤
도막의 비 오염성 평가
비 오염성 효과를 평가하기 위하여 옥외폭로 오염과 근접한 시험 결과을 나타내는 카본 오염성 평가시험을 진행하였다. 시험 조건은 가로와 세로가 각각 20 ㎝ X 30 ㎝이고, 두께가 1.0 mm인 유리판에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 도료를 건조 도막두께가 30 ㎛이 되도록 도장하여 건조시킨 후에 물에 분산된 10% 카본블랙 수용액을 에어스프레이로 도포하여 40 ℃에서 1 시간 방치시킨 후에 비눗물과 세척용 스펀지로 오염부위를 세척하여 건조시킨 후에 초기도막과의 색상 차이를 확인하였다. 그 결과가 다음 표 7에 나타내었다.
[표 7]
Figure 112008014858110-pat00007
상기 표 7에 개시된 결과를 살펴보면, 실시예 1 내지 3의 투명 도료로 형성된 도막은 비교예에 비해 색상의 변화가 거의 없는 것이 확인된 바 본 발명의 투명 도료는 비 오염성의 특성을 갖는 도막을 형성할 수 있다.
태양열 차단 및 단열 효과 평가
가로, 세로, 높이가 각각 30 ㎝이고 상부가 개방된 단열 상자를 1 ㎝ 두께의 나무판로 제작하고, 상자 내부를 다시 5㎝ 두께의 스티로폼으로 단열 기능을 부여하였다. 이 상자의 상부에 비 오염 효과 비교시험을 위해 작성된 시편을 외부의 공기가 순환되지 않도록 밀봉 장착하고 시편의 상부 40 ㎝ 높이에 태양광선 파장과 유사한 효과를 나타내는 적외선 램프 2개를 조사하여 시간 경과에 따른 시편 뒷면(내부면)의 실내 온도 변화를 측정하였다. 그 결과가 하기 표 8에 개시되어 있다. 이때, 상기 적외선 램프로 오스람사, E27 screw base, 250W, 127.5(D)*185(L)mm,300 ∼ 3000 nm 파장의 램프로 사용하였다.
[표 8]
Figure 112008014858110-pat00008
상기 표 8에 개시된 결과를 살펴보면, 실시예 1 내지 3의 투명 도료로 형성된 도막은 비교예의 도막 비해 시간의 변화에 따른 내부 온도 변화가 크지 않는 것이 확인된 바 본 발명의 투명 도료는 태양열 차단 및 단열 효과가 우수한 도막을 형성할 수 있다.
적외선 및 가시광선 투과율 비교 평가
시험 조건은 가로와 세로가 각각 20 ㎝ X 30 ㎝이고, 두께가 1.0 mm인 유리기판에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 도료를 건조 도막두께가 30 ㎛이 되도록 도장하여 형성된 시편들에 적외선, 가시광선을 각각 조사한 후 투과율과 반사율을 측정하였다. 그 결과가 하기 표 9에 개시되어 있다.
[표 9]
Figure 112008014858110-pat00009
상기 표 9에 개시된 결과를 살펴보면, 실시예 1 내지 3의 투명 도료로 형성된 도막은 적외선 반사율이 60% 이상인 동시에 가시광선 투과율 73% 이상으로 적외선 차단에 우수한 효과를 갖는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 나노 무기 안료를 포함하는 에너지 절감형 투명 도료는 기존의 차열 도료에 비하여 태양열 차단효과가 우수할 뿐만 아니라 단열성 및 내 오염성이 우수하다. 이 때문에 상기 도료로 형성된 투명 도막은 오염에 따른 성능 저하가 발생되는 것에 비하여 태양광에 직접 노출되는 옥외에서도 장기간 우수한 태양열 차단 및 단열효과를 효과적으로 유지할 수 있다. 결국 본 발명의 투명 도료는 태양광의 차단이 요구되는 각종 건물, 시설, 설비, 부품 등에 적용하여 장 기간 우수한 성능을 발휘할 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 평균 입자크기가 10 내지 80㎚이며 고형분 20 내지 50%이며 In2O3과 SnO2가 85 : 15 내지 95 : 5 비율로 포함된 무기산화물인 lTO(Indium tin oxide), 평균 입자크기가 10 내지 80㎚이며 고형분 20 내지 50%이며 SnO2와 Sb2O4가 85 : 15 내지 97 : 3의 비율로 포함된 무기산화물인 ATO(Antimony tin oxide) 및 평균 입자크기가 10 내지 80㎚인 AZO(Aluminum zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2종의 무기안료 10 내지 30 중량%;
    적외선 흡수제, 자외선 흡수제 또는 이들의 혼합물 0.2 내지 6중량%;
    용제 0.5 내지 25중량%; 및
    UV 경화형 수지, 아크릭실리콘계수지, 우레탄계수지, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 바인더 수지를 여분으로 포함하는 건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도료.
  4. 평균 입자크기가 10 내지 80㎚이며 고형분 20 내지 50%이며 In2O3과 SnO2가 85 : 15 내지 95 : 5 비율로 포함된 무기산화물인 lTO(Indium tin oxide), 평균 입자크기가 10 내지 80㎚이며 고형분 20 내지 50%이며 SnO2와 Sb2O4가 85 : 15 내지 97 : 3의 비율로 포함된 무기산화물인 ATO(Antimony tin oxide) 및 평균 입자크기가 10 내지 80㎚인 AZO(Aluminum zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2종의 무기안료 10 내지 30 중량%;
    적외선 흡수제, 자외선 흡수제 또는 이들의 혼합물 0.2 내지 6중량%;
    용제 0.5 내지 25중량%;
    메틸실리케이트(Methyl-silicate), 실록산 화합물 또는 이들의 혼합물 0.1 내지 4중량%; 및
    UV 경화형 수지, 아크릭실리콘계수지, 우레탄계수지, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 바인더 수지를 여분으로 포함하는 건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도료.
  5. 에너지 절감형 투명 도료를 건축 자재에 도포하는 단계; 및
    상기 건축 자재에 도포된 에너지 절감형 투명 도료를 건조시켜 에너지 절감형 투명도막을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 에너지 절감형 투면 도료는
    평균 입자크기가 10 내지 80㎚이며 고형분 20 내지 50%이며 In2O3과 SnO2가 85 : 15 내지 95 : 5 비율로 포함된 무기산화물인 lTO(Indium tin oxide), 평균 입자크기가 10 내지 80㎚이며 고형분 20 내지 50%이며 SnO2와 Sb2O4가 85 : 15 내지 97 : 3의 비율로 포함된 무기산화물인 ATO(Antimony tin oxide) 및 평균 입자크기가 10 내지 80㎚인 AZO(Aluminum zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2종의 무기안료 10 내지 30 중량%;
    적외선 흡수제, 자외선 흡수제 또는 이들의 혼합물 0.2 내지 6중량%와 용제 0.5 내지 25중량%; 및
    UV 경화형 수지, 아크릭실리콘계수지, 우레탄계수지, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 바인더 수지를 여분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도막의 형성 방법.
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